Tương lai của ngành nông nghiệp trong nhà kính lớn nhất ở Hoa Kỳ: Sử dụng robot, trí tuệ nhân tạo và dữ liệu để trồng 22.500 tấn cà chua mỗi năm

AppHarvest tại Appalachia, Kentucky là nhà kính lớn nhất ở Mỹ, áp dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) và robot.

Một thị trấn nhỏ nằm ở chân dãy núi Appalachian là nơi có trang trại nhà kính lớn nhất tại Mỹ. Ngoài diện tích rộng lớn, trang trại này còn sử dụng hệ thống điều khiển công nghệ cao, kết hợp robot, trí tuệ nhân tạo và dữ liệu để sản xuất 22.500 tấn cà chua hàng năm.

Dân số thế giới dự kiến sẽ đạt mốc 10 tỷ người vào năm 2050 và Liên Hợp Quốc ước tính rằng chúng ta cần tăng sản xuất thêm 70% lương thực để đáp ứng nhu cầu của hàng tỷ người.

Jonathan Webb, người sáng lập và Giám đốc điều hành của AppHarvest, tin rằng nhà kính hỗ trợ trí tuệ nhân tạo sẽ là một phương án.

Anh ấy nói: 'Chúng ta cần tìm ra cách để sản xuất nhiều lương thực hơn với ít tài nguyên hơn, đặc biệt là trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Chúng tôi có thể làm điều đó thông qua việc áp dụng công nghệ'.

Quản lý Môi trường

Xây dựng vào năm 2020 trên diện tích hơn 200.000 m2, AppHarvest cho biết nhà kính hiện tại của họ đạt sản lượng cao gấp 30 lần so với khu vực ngoài trời và tiết kiệm nước đến 90%.

Josh Lessing, Giám đốc Công nghệ của AppHarvest nói: 'Nông trang này giúp bạn kiểm soát ánh sáng, nhiệt độ và dinh dưỡng cho cây trồng. Khi bạn có quyền kiểm soát môi trường, bạn có thể làm nhiều điều thú vị'.

Đèn LED được sử dụng để cung cấp ánh sáng tự nhiên cho cây trồng mà không cần đất. Thay vào đó, chất đặc biệt được sử dụng để cây có thể hấp thụ nước và dinh dưỡng.

Nông trại này áp dụng 300 cảm biến và trí tuệ nhân tạo, thu thập dữ liệu từ hơn 700.000 cây trồng. Người trồng có thể giám sát thời tiết từ xa để đảm bảo cây nhận đủ nước và dinh dưỡng. Robot của AppHarvest sẽ đánh giá quả cà chua chín để thu hoạch, sau đó cắt tỉa chúng bằng cánh tay robot.

'Xây dựng công nghệ dự báo, kiểm soát vụ mùa và tạo ra nguồn cung lương thực ổn định cho phép chúng ta trồng địa phương và kiểm soát thực phẩm của mình. Đó là cơ hội từ robot và trí tuệ nhân tạo', ông Lessing nói.

Tác Động của Nông Nghiệp

Theo WWF, sản xuất lương thực toàn cầu tạo ra 1/3 lượng khí nhà kính, gây ra 80% nạn phá rừng, 70% mất đa dạng sinh học trên cạn và 70% lượng nước sạch. Tuy nhiên, nhiều công ty đang tìm kiếm giải pháp.

Ngoài những nhà kính công nghệ tiên tiến, các 'trang trại thẳng đứng' đang trở nên phổ biến hơn. Tại đó, thực phẩm được trồng trong nhà trên các lớp xếp chồng lên nhau mà không cần đất hoặc ánh sáng tự nhiên.

Ở Hàn Quốc, công ty NextOn điều hành một trang trại thẳng đứng trong một đường hầm bỏ hoang dưới chân núi. Công ty Mỹ AeroFarms dự định xây dựng một trang trại thẳng đứng rộng hơn 8.000 m2 ở Abu Dhabi. Công ty Infarm có trụ sở tại Berlin thì đưa các trang trại thẳng đứng theo mô-đun trực tiếp đến các cửa hàng tạp hóa, trồng trọt sản phẩm tươi sống tại các cửa hàng ở Tokyo.

Giáo sư Hon-ming Lam là giảng viên về nông nghiệp bền vững và khí hậu thông minh, cây trồng và công nghệ sinh học nông nghiệp tại Đại học Hồng Kông của Trung Quốc. Ông tin rằng việc trồng cây trong nhà kính có thể đảm bảo an ninh lương thực. Ông cũng cho rằng xây dựng nhà kính ở những nơi không có đồng ruộng hoặc gần các thành phố lớn, nơi tiêu thụ sản phẩm, có thể giảm chi phí và lượng khí thải carbon.

Tuy nhiên, giáo sư Lam cũng nhấn mạnh rằng vẫn còn những thách thức. Nhà kính có thể trồng thành công nho và rau xanh, nhưng việc trồng ngũ cốc và cây lương thực là không khả thi.

Ông cũng bổ sung rằng những nhà kính lớn trước đây thường tốn nhiều chi phí vận hành và tiêu thụ nhiều điện. Công nghệ LED và thiết kế cách nhiệt tiên tiến đã giảm thiểu lượng năng lượng tiêu thụ.

AppHarvest hy vọng sẽ cải thiện hiệu suất, giảm phát thải carbon và sử dụng năng lượng tái tạo trong tương lai.

Gần đây, cà chua của AppHarvest đã có mặt tại các chuỗi cửa hàng tạp hóa và nhà hàng trên toàn quốc Mỹ, với giá bán không chênh lệch so với thị trường.

Trong những năm sắp tới, trang trại MoreHouse đang kế hoạch mở rộng trồng các loại cây leo khác như dưa chuột hoặc tiêu. Đồng thời, một trang trại mới đang được xây dựng ở Kentucky để trồng rau xanh, rau mùi và các loại quả mọng khác.

Ông Lessing nhấn mạnh: 'Nông nghiệp là một trong những nguyên nhân chính gây ô nhiễm trên thế giới. Chúng tôi đề xuất một khung giờ mới để tái cấu trúc nguồn cung thực phẩm, giảm thiểu phát thải carbon và tạo ra sự ổn định'.